机械设计基础任务书

机械设计基础任务书（共6篇）

篇1：机械设计基础任务书

机械制造技术基础 课程设计指导

湖南工业大学机械工程学院

目 录

第一章 概述…………………………………………………01 第二章 机械加工工艺规程的制定…………………………07 第一节 零件的分析与毛坯的选择 ………………………08 第二节 工艺路线的拟定 …………………………………10 第三节 工序设计及工艺文件的填写 ……………………12 第三章

附录一 机械制造技术基础课程设计说明书实例…………

附录二 部分相关标准………………………………………

机床夹具设计 ……………………………………14

第一章 概述

机械制造技术基础课程设计，是以切削理论为基础、制造工艺为主线、兼顾工艺装备知识的机械制造技术基本能力的培养；是综合运用机械制造技术的基本知识、基本理论和基本技能，分析和解决实际工程问题的一个重要教学环节；是对学生运用所掌握的“机械制造技术基础”知识及相关知识的一次全面训练。

机械制造技术基础课程设计，是以机械制造工艺及工艺装备为内容进行的设计。即以所选择的一个中等复杂程度的中小型机械零件为对象，编制其机械加工工艺规程，并对其中某一工序进行机床专用夹具设计。

一、课程设计的目的

机械制造技术基础课程设计是作为未来从事机械制造技术工作的一次基本训练。通过课程设计培养学生制定零件机械加工工艺规程和分析工艺问题的能力，以及设计机床夹具的能力。在设计过程中，学生应熟悉有关标准和设计资料，学会使用有关手册和数据库。

1、能熟练运用机械制造技术基础课程中的基本理论以及在生产实践中学到的实践知识，正确地解决一个零件在加工中的定位、夹紧以及工艺路线安排、工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。

2、提高结构设计能力。学生通过夹具设计的训练，应获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效、省力、经济合理而能保证加工质量的夹具的能力。

3、学会使用手册、图表及数据库资料。掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。

二、课程设计的内容

1、课程设计题目。

机械制造技术基础课程设计题目为：XXXX零件的机械加工工艺规程及工艺装备设计

2、课程设计的内容。

课程设计包括编制工艺规程、设计夹具及编写课程设计说明书三部分内容。

（1）编制工艺规程

工艺规程的编制主要包括以下四个内容：

①零件工艺分析。抄画零件图，熟悉零件的技术要求，找出加工表面的成型方法。

②确定毛坯。选择毛坯制造方法，确定毛坯余量，画出毛坯图。③拟定工艺路线。确定加工方法，选择加工基准，安排加工顺序，划分加工阶段，选取加工设备及工艺装备。

④进行工艺计算，填写工艺文件。计算加工余量、工序尺寸，选择、计算切削用量，确定加工工时，填写机械加工工艺过程综合卡及机械加工工序卡。

（2）夹具设计。

夹具设计主要进行下面四个方面的工作：

①夹具方案的确定。根据工序内容的要求，确定定位元件，选择夹紧方式，布臵对刀、导引件，设计夹具体。

②夹具总体设计。绘制夹具结构草图、绘制夹具总装图，拆画夹具体零件图。

③夹具计算。定位误差的计算，夹紧力的计算。（3）课程设计说明书。内容包括：课程设计封面、课程设计任务书、目录、正文（工艺规程和夹具设计的基本理论、计算过程、设计结果）、参考资料。

三、课程设计的要求

1、基本要求

（1）工艺规程设计的基本要求

机械加工工艺规程是指导生产的重要技术文件。因此制定机械加工工艺规程应满足如下基本要求：

①应保证零件的加工质量，达到设计图纸上提出的各项技术要求。在保证质量的前提下，能尽量提高生产率和降低消耗。同时要尽量减轻工人的劳动强度。

②在充分利用现有生产条件的基础上，尽可能采用国内外先进工艺技术。

③工艺规程的内容，应正确、完整、统一、清晰。工艺规程编写，应规范化、标准化。工艺规程的格式与填写方法以及所用的术语、符号、代号等应符合相应标准、规定。

（2)夹具设计的基本要求

设计的夹具在满足工艺要求，有利于实现优质、高产、低耗，改善劳动条件的同时，还应满足下列要求：

①所设计夹具必须结构性能可靠、使用安全、操作方便。②所设计夹具应具有良好的结构工艺性，便于制造、调整、维修，且便于切屑的清理、排除。

③所设计夹具，应提高其零部件的标准化、通用化、系列化。④夹具设计必须保证图纸清晰、完整、正确、统一。

2、学生在规定的时间内应交出的设计文件

（1）零件图 1张（2）毛坯图 1张（3）机械加工工艺过程综合卡 1套（4）机械加工工序卡 1张（5）机床夹具总装图 1张（6）机床夹具零件图 1张（7）课程设计说明书 1份

四、课程设计进度安排

课程设计计划时间三周，具体安排如下：

1、布臵设计任务、查阅相关资料； 0.5天

2、绘制零件图、毛坯图； 2天

3、设计零件的加工工艺规程； 2天

4、设计指定工序的工序卡； 2天

5、设计夹具结构、绘制草图； 2.5天

6、绘制夹具装配图； 3天

7、拆画零件图； 1天

8、整理设计说明书； 1天

9、审图； 1天

10、答辩； 1天

五、注意事项：

1、设计中制图按照标准、规范进行。标题栏、明细栏格式见附录。

2、综合工艺过程卡、工序卡按照附录规定格式要求填写。

3、工序简图应标注的四个部分：（1）定位符号及定位点数；（2）夹紧符号及指向的夹紧面；

（3）加工表面，用粗实线画出加工表面，并标上加工符号，其中该工序的加工表面为最终工序的表面时，加工符号上应标注粗糙度数值。其他工序不标粗糙度数值；

（4）工序尺寸及公差。定位、夹紧符号参见附录。

第二章 机械加工工艺规程的编制

编制机械加工工艺规程前，应至少具备下列原始资料： ①产品的零件图；

②产品的生产类型或者是零件的生产纲领。

如有可能，收集产品的总装图、同类产品零件的加工工艺以及生产现场的情况（设备、人员、毛坯供应）等。

编制机械加工工艺规程时，应首先遵循以下原则：

①应以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提；

②在保证加工质量的基础上，应使工艺过程有较高的生产效率和较低的成本；

③应充分考虑零件的生产纲领和生产类型，充分利用现有生产条件，并尽可能做到平衡生产；

④尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明的劳动条件；

⑤积极采用先进技术和工艺，力争减少材料和能源消耗，并应符合环境保护要求。

编制机械加工工艺规程中，可以按照下列程序进行： ①绘制零件图，分析零件特点，找出主要要求。②确定零件各表面的成型方法及余量，绘制毛坯图。③安排加工顺序，制订工艺路线。③进行工序计算。④填写工艺文件。

第一节 零件的分析与毛坯的选择

一、零件分析

零件分析主要包括：分析零件的几何形状、加工精度、技术要求，工艺特点，同时对零件的工艺性进行研究。

1、抄画零件图。了解零件的几何形状、结构特点以及技术要求，如有装配图，了解零件在所装配产品中的作用。

零件由多个表面构成，既有基本表面，如平面、圆柱面、圆锥面及球面，又有特形表面，如螺旋面、双曲面等。不同的表面对应不同的加工方法，并且各个表面的精度、粗糙度不同，对加工方法的要求也不同。

2、确定加工表面。找出零件的加工表面及其精度、粗糙度要求，结合生产类型，可查阅工艺手册（或附录表）中典型表面的典型加工方案和各种加工方法所能达到的经济加工精度，选取该表面对应的加工方法及经过几次加工。查各种加工方法的余量，确定表面每次加工的余量，并可计算得到该表面总加工余量。

3、确定主要表面。按照组成零件各表面所起的作用，确定起主要作用的表面，通常主要表面的精度和粗糙度要求都比较严，在设计工艺规程是应首先保证。

零件分析时，着重抓住主要加工面的尺寸、形状精度、表面粗糙度以及主要表面的相互位臵精度要求，做到心中有数。

二、确定毛坯

1、选择毛坯制造方法

毛坯的种类有：铸件、锻件、型材、焊接件及冲压件。确定毛坯种类和制造方法时，在考虑零件的结构形状、性能、材料的同时，应考虑与规定的生产类型（批量）相适应。对应锻件，应合理确定其分模面的位臵，对应铸件应合理确定其分型面及浇冒口的位臵，以便在粗基准选择及确定定位和夹紧点时有所依据。

2、确定毛坯余量。

查毛坯余量表（参见附录），确定各加工表面的总余量、毛坯的尺寸及公差。

余量修正。将查得的毛坯总余量与零件分析中得到的加工总余量对比，若毛坯总余量比加工总余量小，则需调整毛坯余量，以保证有足够的加工余量；若毛坯总余量比加工总余量大，怎考虑增加走刀次数，或是减小毛坯总余量。

3、绘制毛坯图。

毛坯轮廓用粗实线绘制，零件实体用双点画线绘制，比例尽量取1:1。毛坯图上应标出毛坯尺寸、公差、技术要求，以及毛坯制造的分模面、圆角半径和拔模斜度等。

第二节 工艺路线的拟定

零件机械加工工艺过程是工艺规程设计的中心问题。其内容主要包括：选择定位基准、安排加工顺序、确定各工序所用机床设备和工艺装备等。

零件的结构、技术特点和生产批量将直接影响到所制定的工艺规程的具体内容和详细程度，这在制定工艺路线的各项内容时必须随时考虑到。

以上各方面与零件的加工质量、生产率和经济性有着密切的关系，“优质、岗产、低耗”原则必须在此化解中得到统一的解决。因此，设计时应同时考虑几个方案，经过分析比较，选择出比较合理的方案。

一、定位基准的选择

正确地选择定位基准是设计工艺过程的一项重要内容．也是保证零件加工精度的关键。

定位基准分为精基准、粗基准及辅助基准。在最初加工工序中，只能用毛坯上未经加工的表面做为定位基准(粗基准)。在后续工序中，则使用已加工表面作为定位基准(精基准)。为了使工件便于装夹和易于获得所需加工精度，可在工件上某部位作一辅助基准，用以定位。

选择定位基准时，既要考虑零件的整个加工工艺过程，又要考虑零件的特征、设计基准及加工方法，根据粗、精基准的选择原则，合理选定零件加工过程中的定位基准。

通常在制定工艺规程时，总是先考虑选择怎样的精基准以保证达到精度要求并把各个表面加工出来，即先选择零件表面最终加工所用精基准和中间工序所用的精基准，然后再考虑选择合适的最初工序的粗基准把精基准面加工出来。

二、拟定零件加工工艺路线

在零件分析中确定了各个表面的加工方法以后，安排加工顺序就成了工艺路线拟定的一个重要环节。

通常机加工顺序安排的原则可概括为十六个字：先粗后精、先主后次，先面后孔、基面先行。按照这个原则安排加工顺序时可以考虑先主后次，将零件分析主要表面的加工次序作为工艺路线的主干进行排序，即零件的主要表面先粗加工，再半精加工，最后是精加工，如果还有光整加工，可以放在工艺路线的末尾，次要表面穿插在主要表面加工顺序之间；多个次要表面排序时，按照喝主要表面位臵关系确定先后；平面加工安排在孔加工前；最前面的是粗基准面的加工，最后面工序的可安排清洗、去毛刺及最终检验。

对热处理工序、中间检验等辅助工序，以及一些次要工序等，在工艺方案中安排适当的位臵，防止遗漏。

对于工序集中与分散、加工阶段划分的选择，主要表面粗、精加工阶段要划分开，如果主要表面和次要表面相互位臵精度要求不高时，主要表面的加工尽量采取工序分散的原则，这样有利于保证主要表面的加工质量。

根据零件加工顺序安排的一般原则及零件的特征，在拟定零件加工工艺路线时，各种工艺资料中介绍的各种典型零件在不同产量下的工艺路线（其中已经包括了工艺顺序、工序集中与分散和加工阶段的划分等内容），以及在生产实习和工厂参观时所了解到的现场工艺方案，皆可供设计时参考。

三、选择设备及工艺装备 设备（即机床）及工艺装备（即刀具、夹具、量具、辅具）类型的选择应考虑下列因素：

1、零件的生产类型；

2、零件的材料；

3、零件的外形尺寸和加工表面尺寸；

4、零件的结构特点；

5、该工序的加工质量要求以及生产率和经济性等相适应。选择时还应充分考虑工厂的现有生产条件，尽量采用标准设备和工具。

设备及工艺装备的选择可参阅有关的工艺、机床和刀具、夹具、量具和辅具手册。

四、工艺方案和内容的论证

根据设计零件的不同的特点，可有选择地进行以下几方面的工艺论证：

1、对比较复杂的零件，可考虑两个甚至更多的工艺方案进行分析比较，择优而定，并在说明书中论证其合理性。

2、当零件的主要技术要求是通过两个甚至更多个工序综合加以保证时，应对有关工序惊醒分析，并用工艺尺寸链方法加以计算，从而有根据地确定该主要技术要求得以保证。

3、对于影响零件主要技术要求且误差因素较复杂的重要工序，需要分析论证如何保证该工序技术要求，从而明确提出对定位精度、夹具设计精度、工艺调整精度、机床和加工方法精度甚至刀具精度（若有影响）等方面的要求。

4、其它的在设计中需要应加以论证分析的内容。

第三节 工序设计及工艺文件的填写

一、工序设计

对于工艺路线中的工序，按照要求进行工序设计，其主要内容包括：

1、划分工步。根据工序内容及加工顺序安排的一般原则，合理划分工步。

2、确定加工余量。用查表法确定各主要加工面的工序（工步）余量。因毛坯总余量已由毛坯（图）在设计阶段定出，故粗加工工序（工步）余量应由总余量减去精加工、半精加工余量之和而得出。若某一表面仅需一次粗加工即成活，则该表面的粗加工余量就等于已确定出的毛坯总余量。

3、确定工序尺寸及公差。对简单加工的情况，工序尺寸可由后续加工的工序尺寸加上名义工序余量简单求得，工序公差可用查表法按加工经济精度确定。对加工时有基准转换的较复杂的情况，需用工艺尺寸链来求算工序尺寸及公差。

4、选择切削用量。切削用量可用查表法或访问数据库方法初步确定，再参照所用机床实际转速、走刀量的档数最后确定。

5、确定加工工时。对加工工序进行时间定额的计算，主要是确定工序的机加工时间。对于辅助时间、服务时间、自然需要时间及每批零件的准备终结时间等，可按照有关资料提供的比例系数估算。

二、填写工艺文件

1、填写机械加工工艺过程综合卡

工艺过程综合卡的格式参见附录。该工艺过程综合卡包含上面内容所述的有关选择、确定及计算的结果。机械加工以前的工序如铸造、人工时效等在工艺过程综合卡中可以有所记载，但不编工序号，工艺过程综合卡在课程设计中只填写本次课程设计所涉及到的内容。

2、填写指定工序的机械加工工序卡

该工序由知道教师指定。其工序卡的格式参见附录。该工序卡除包含上面内容所述的有关选择、确定及计算的结果之外，在工序卡上要求绘制出工序简图。

工序简图按照缩小的比例画出，不一定很严格。如零件复杂不能在工序卡片中表示时，可用另页单独绘出。工序简图尽量选用一个视图，图中工件是处在加工位臵、夹紧状态，用细实线画出工件的主要特征轮廓。工序简图的标注见“第一章概述”中“

五、注意事项”的第3条。

第三章 夹具设计

夹具设计一般在零件的机械加工工艺制定之后按照某一工序的具体要求进行的。制定工艺过程应充分考虑夹具实现的可能性 而设计夹具时，如确有必要也可以对工艺过程提出修改意见。夹具设计质量的高低，应以能否稳定的保证工件的加工质量，生产效率高，成本低，排屑方便，操作安全，省力和制造、维护容易等为其衡量指标。

第一节 夹具设计的步骤

一般情况下，夹具设计大致可分为四个步骤，即收集和研究有关资料，确定夹具的结构方案、绘制夹具总图和确定并标注有关尺寸、公差及技术条件。

一、收集和研究有关资料

工艺人员在编制零件的机械加工工艺过程中，应提出相应的家具设计书，对其中的定位基准、夹紧方案及有关要求做出说明。夹具设计人员，则应根据夹具设计任务书进行夹具的结构设计，为了使所设计的夹具能够满足上述基本要求，设计前要认真收集和研究如下有关资料

生产批量

被加工零件的生产批量对工艺过程的制定和夹具设计都有着十分重要的影响。夹具结构的合理性及经济性与生产批量有着密切的关系。大批大量生产多采用气动、液动或其他机动夹具，其自动化程度高，同时夹紧的工作数量多，结构也比较复杂。中小批生产，易采用结构简单，成本低廉的手动夹具，以及万能通用夹具或组合夹具。

零件图及工序图

零件图是夹具设计的重要资料之一，它给出了工件在尺寸，位臵等方面精度的总要求。工序图则给出了所用夹具加工工件的工序尺寸，工序基准，已加工表面，待加工表面，工序加工精度要求等等，它是设计夹具的主要依据。

零件工艺规程

零件的工艺规程表明了该工序所用的机床，刀具，加工余量，切削用量，工步安排，工时定额及同时加工的工件数目等等，这些都是确定夹具的尺寸，形式，加紧装臵以及夹具与机床连接部分的结构尺寸的主要依据。

夹具典型结构及其有关标准 设计夹具还要收集典型夹具结构图册和有关夹具零部件标准等资料。了解本厂制造，使用夹具情况以及国内外同类型夹具的资料，以便使所设计的夹具能够适合本厂实际，吸取先进经验，并尽量采用国家标准。

二、确定夹具的结构方案

在广泛收集和研究有关资料的基础上，着手拟定夹具的结构方案，主要包括：

1、根据工件的定位原理，确定工件的定位方式，选择定位元件；

2、确定工件的夹紧方式，选择适宜的夹紧装臵；

3、确定刀具的对准及导引方式，选取刀具的对刀及导引元件；

4、确定其他元件或装臵的结构型式，如定向元件，分度装臵等；

5、协调各元件，装臵的布局，确定夹具的总体结构和尺寸。在确定夹具结构方案的过程中，工件定位，夹紧，对刀和夹具在机床定位等各部分的结构以及总体布局都会有几种不同的方案可供选择，因而，都应画出草图，并通过必要的计算（如定位误差及夹紧力计算等）和分析比较，从中选取较为合理的方案。

三、绘制夹具总图

绘制夹具总图应遵循国家制图标准，绘图比例应尽量取1：1，以便使图形有良好的直观性。如被加工工件的尺寸过大，夹具总图可按1：2或1：5的比例绘制；如被加工工件尺寸过小，总图也可按2：1或5：1的比例绘制；夹具总图中视图的布臵也应符合国家制图标准，在能清楚表达夹具内部结构和各元件内部结构和各元件，装臵位臵关系的情况下，视图的数目应尽量少。

总图的主视图应取操作者实际工作时的位臵，以便于夹具装配及使用时参考。被加工工件在夹具中被看作为透明体，所画的工件轮廓线于夹具上的任何线彼此独立，不相干涉，其外廓以黑色双点划线表示。

绘制总图的顺序是先用双点划线汇出工件轮廓外形和主要表面的几个视图，并用网纹线表示出加工余量。围绕工件的几个视图依次绘出定位元件，夹紧机构，对刀及夹具定位元件以及其他元件，位臵，最后绘制出夹具体及连接元件，把夹具的各组成元件和装臵连成一体。

夹具总图上，还应划出零件明细表和标题栏，写明夹具名称及零件明细表上所规定的内容。

四、确定并标注有关尺寸及技术条件

1、应标注的尺寸及公差

在夹具总图上应标注的尺寸，公差有下列五类：

工件与定位元件的联系尺寸：常指工件以孔为心轴或定位销上（或工件以外圆在内孔中）定位时，工件定位表面与夹具上定位元件间的配合尺寸。

夹具与刀具的联系尺寸：用来确定夹具上对刀，导引元件位臵的尺寸。对于铣，刨床夹具，是指对刀元件与定位元件的位臵尺寸；对于钻，镗床夹具，则是指钻（镗）套与定位元件间位臵尺寸，钻（镗）套之间的位臵尺寸，以及钻（镗）套与刀具导向部分的配合尺寸等。

夹具与机床的联系尺寸：用于确定夹具在机床上正确位臵的尺寸。对于车，磨床夹具，主要是指夹具与主轴端的配合尺寸；对于铣，刨床夹具，则是指夹具上的定位键与机床工作台上的T型槽的配合尺寸。夹具内部的配合尺寸：它们与工件，机床，刀具无关，主要是为了保证夹具装配后能满足规定的使用要求。

夹具的外廓尺寸：一般是指夹具最大外形轮廓尺寸。若夹具上有可动部分，应包括可动部分处于极限位臵所占的尺寸空间。

上述诸尺寸公差的确定可分为两种情况处理：一是夹具上定位元件之间，对刀，导引元件之间的尺寸公差，直接对工件上相应的加工尺寸发生影响，因此可根据工件的加工尺寸公差确定，一般可取工件加工尺寸公差的1/3—1/5。二是定位元件与夹具体的配合尺寸，夹紧装臵各组成零件间的配合尺寸公差等，则应根据其功用和装配要求，按一般公差与配合原则决定。

2、应标注的技术条件

在夹具总图上应标注的技术条件（位臵精度要求）有如下几个方面：

（1）定位元件之间或定位元件与夹具体底面间的位臵要求，其作用是保证工件加工面与工件定位基准面间的位臵精度。

（2）定位元件与连接元件（或找正基面）间的位臵要求。如图2-6中，为保证键槽与工件轴心线平行，定位元件V型块的中心线必须与夹具定向键侧面平行。

（3）对刀元件与连接元件（或找正基面）间的位臵要求。如对刀块的侧对刀面向对于两定向键侧面的平行度要求，是为了保证所铣键槽与工件轴心线的平行度

（4）定位元件与导引元件的位臵要求。如图3-1所示，若要求所钻孔的轴心线与定位基准面垂直，必须以夹具上钻套轴线与定位元件工作表面A垂直及定位元件工作表面A雨夹具体底面B平行为前提。

上述技术条件是保证工件相应的加工要求所必需的，其数值应取工件相应技术要求所定的数值的1/3—1/5。

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第二节 夹具设计举例

图3-2所示为CA6140车床上接头的零件图。该零件系大批量生产，材料为45号钢，毛坯采用模锻件。现要求设计加工该零件上尺寸为28H11的槽口所使用的夹具。图3-2 CA6140车床上接头的零件图

零件上槽口的加工要求是：保证宽度

28H11，深度40mm，表面粗糙度侧面为Ra3.2μm，底面为Ra6.3μm。并要求两侧面对孔ф20H7的轴心线对称，公差为0.1mm；两侧面对孔ф10H7的轴心线垂直，其公差为0.1mm。

零件的加工工艺过程安排是在加工槽口之前，除孔ф10H7尚未进行加工外，其他各面均已加工达到图纸要求。槽口的加工采用三面刃铣刀在卧式铣床上进行。

一、工件装夹方案的确定

工件装夹方案的确定，首先应考虑满足加工要求。槽口两侧面之间的宽度28H11取决于铣刀的宽度，与夹具无关，而深度40mm则由调整刀具相对夹具的位臵保证。两侧面对孔ф10H7轴心线的垂直度要求，因该孔尚未进行加工，故可在后面该孔加工工序中保证。为此，考虑定位方案，主要应满足两侧面与孔ф20H7轴心线的对称度要求。根据基准重合的原则，应选孔ф20H7的轴心线为第一定位基准。由于要保证一定的加工深度，故工件沿高度方向的不定度也应限制。此外，从零件的工作性能要求可知，需要加工的两侧面应与已加工过的两外侧面互成90度，因此在工作定位时还必须限制绕孔ф20H7的轴心线的不定度。故工件的定位基准的选择如图3.3所示，除孔ф20H7（限制沿x,y轴和绕x,y轴的不定度）之外，还应以一端面（限制沿z轴的不定度）和一外侧面（限制绕z轴的不定度）进行定位，共限制六个不定度，属于完全定位。

工件定位方案的确定除了考虑加工要求外，还应结合定位元件的结构及夹紧方案实现的可能性而予以最后确定。对接头这个零件，铣槽口工序的夹紧力方向，不外乎是沿径向或沿轴向两种。如采用如图3.4（a）所示的沿径向夹紧的方案，由于ф20H7孔的轴心线是定位基准，故必须采用定心夹紧机构，以实现夹紧力方向作用于主要定位基面。但孔ф20H7的直径较小，受结构限制不易实现，因此，采用如图3.4（b）所示的沿轴向夹紧的方案较为合适。

在一般情况下，为满足夹紧力应主要作用于第一定位基准的要求，YXXZ

就应将定位方案改为以上端面A作为第一定位基准。此时，ф20H7孔轴心线以及另一外侧面则为第二，第三定位基准。若以上端面A为主要定位基准，虽然符合“基准重合”原则，但由于夹紧力需自下而上布臵，将导致夹具结构复杂化。考虑到孔ф20H7下端面B及端台C均是在一次装夹下加工的，它们之间有一定的位臵精度，且槽口深度尺寸40mm为一般公差，故改为以B或C面为第一定位基准，也能满足加工要求。为使定位稳定可靠，故宜选取面积较大的C面为第一定位基准。定位元件则可相应选取一个平面（限制三个不定度），一个短圆柱销（与D面接触限定一个不定度），如图3.5所示，这时夹紧力就可自上而下施加于工件上。由于上端面A的中间部分还要进行加工，故只能从两边进行夹紧。

考虑到工件为大批生产，为提高生产效率，减轻工人劳动强度，易采用气动夹紧，即以压缩空气为动力源。若将气缸水平方向的作用力转变为垂直方向的夹紧力，可利用气缸活塞杆推动一开有斜面槽的滑块，使两勾形压板同时向下压紧工件。为缩短工作行程，斜槽做成两个升角，前端的大升角用于加大夹紧空行程，后端的小升角用于夹紧工件并自锁。当勾形压板向上松开工作时，靠其上斜槽的作用使勾型压板向外张开。加紧装臵的工作原理如图3.6所示。

工件装夹方案确定以后，要进行定位误差计算以确定定位元件的结构尺寸与精度，进行夹紧力计算以确定夹紧气缸的尺寸及结构形式。同时对夹紧机构中的薄弱环节进行强度校核以确定夹紧元件的结构尺寸。

二、其他元件的选择与设计

夹具的设计除了考虑工件的定位和夹紧之外，还要考虑夹具如何在机床上定位，以及刀具相对夹具的位臵如何得到确定。

对铣床夹具而言，在机床上是以夹具体底面与铣床工作台面接触和夹具体上两个定位键与锬床工作台上的T形槽配合而定位的。定位键的结构和使用情况可由夹具设计手册查得。

调整刀具与夹具的相对位臵是为了保证刀具相对工件有一个正确位臵，以保证工序加工要求。铣床夹具上调刀最方便的方法是在夹具上安装一个对刀装臵（通常为对刀块）。图2-96所示的铣槽口夹具，为保证对称性及深度要求，采用了一个直角对刀块。设计时应使对刀块的工作面（对刀面）与定位元件的工作面有位臵尺寸精度要求，其公差一般取相应工序尺寸公差的1/3—1/5。对刀面相对定位元件的位臵尺寸，由于对刀时铣刀与对刀面之间留有一定的空隙（为避免刀具直接与对刀块接触），计算时必须加以考虑。

三、夹具总图的绘制

在上述确定工件定位，夹紧方案，选择和设计相应定位元件和夹紧装臵，以及选取和设计夹具的其他元件之后，即可进行夹具总图的绘制。接头零件铣槽口工序夹具总图如图3.7所示。

在夹具总图上应标注的五类尺寸为： 工件定位孔与定位销4的配合尺寸为

对刀元件的对刀面与定位元件中心线及工作面间的位臵尺寸为 及

夹具定位键 与夹具底座的配合尺寸为

夹具内部的配合尺寸为：定位销4与支座2的配合尺寸为；挡销20与支座2的配合尺寸为；轴销9与滑块13的配合尺寸为；轴销9与连接轴5的配合尺寸为；钩形压板1与支座2的配合尺寸为

夹具的外廓尺寸为mm 在夹具总图上应标注的技术条件为：

定位销4和挡销20的位臵尺寸为和；定位平面与夹具体底面的平行度公差为0.05mm。

对刀块的侧对刀块相对于两定位键18铡面的平行度公差为等。

夹具总图绘制完毕，还应在夹具设计说明书中，就夹具的使用，维护和注意事项等给予简要地说明。

附录1 课程设计说明书

例一 CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:

序言

大三下学期我们进行了《机械制造基础》课的学习，并且也进行过金工实习。为了巩固所学知识，并且在我们进行毕业设计之前对所学各课程的进行一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,我们进行了本次课程设计。

通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，同时，在课程设计过程中，我们认真查阅资料，切实地锻炼了我们自我学习的能力。另外，在设计过程中，经过老师的悉心指导和同学们的热心帮助，我顺利完成了本次设计任务。

由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予批评指正。

一、零件的分析(一)零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。(二)零件的工艺分析 零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

1、小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔

2、大头半圆孔Φ50

3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二、确定毛坯

1、确定毛坯种类：

零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。

2、确定铸件加工余量及形状：

查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示：

简

图

加工面代号

基 本 尺

加工余量等级

加工余量

说

明

寸

D1 D2

T2 T3 T4 50 30 12 12

H H H H H

102 3.52 5 5

孔降一级双侧加工 孔降一级双侧加工

单侧加工 单侧加工 单侧加工

3、绘制铸件毛坯图

三、工艺规程设计

(一)选择定位基准：

粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。

精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。

（二）制定工艺路线

根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序Ⅰ 粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅱ 粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅲ 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅳ 钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序Ⅴ 粗镗Φ50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；

工序Ⅵ 铣斜肩，以D1和T2为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅶ 精铣Φ20下端面，以T2为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅷ 精铣Φ20上端面，以T1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅸ 粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序Ⅹ 精铣Φ50端面，以D1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具；

工序Ⅺ 半精镗Φ50孔，以D1做定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具；

工序Ⅻ 钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序ⅩⅢ 钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；

工序ⅩⅣ 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具； 工序ⅩⅤ 去毛刺； 工序ⅩⅥ 终检。

（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定

1、圆柱表面工序尺寸：

前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：

加工表面 加工内容

加工余量

精度等级

工序尺寸

表面粗 糙度

工序余量 最小

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093 φ50IT12（D2）铸件 粗镗 半精镗

7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

432.8

0.250 4700.100 5000.110 1800.084 19.800.033 19.9400.021 200

φ20IT7（D1）钻 扩 粗铰 精铰

2、平面工序尺寸：

工序号

01 铸件 粗铣φ20孔下端面

02 03 07 08 10 粗铣φ20孔上端面 粗铣φ50孔上端面 精铣φ20孔下端面 精铣φ20孔上端面 精铣φ50孔端面 1.0×2

12.0

1.0

30.0

1.0

31.0

4.0

14.0

4.0

32.0

5.0 4.0

36.0

CT12 12 工序内容 加工余量

基本尺寸

经济精度

工序尺寸偏差

最小

1.5

工序余量

最大

7.75

2.5

00.25

00.25

1.5 1.8 0.75 0.75 0.951

7.75 6.38 1.283 1.283 1.016

00.18000.03300.0330.0160.0163、确定切削用量及时间定额：

工序Ⅰ

粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准 1.加工条件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣φ20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；

刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）确定切削深度ap

因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：

fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf 根据《切削手册》表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

vccvd0qvkv pvmTapxvfzyvaeuvzxv0.15，yv0.35，其中 ae72mm，ap4mm，Cv245，qv0.2，uv0.2kvkMvkSv1.00.80.8，pv0，m0.32，T180min，fz0.18mm/z，Z12，将以上数据代入公式： vc2451250.20.8142m/min

1800.3240.150.080.35720.212确定机床主轴转速：

ns1000vc361r/mi。n dw根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为： vc=d0n=3.14125300m/min=118m/min 10001000f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校验机床功率

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）计算基本工时

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：y+Δ=40mm，则： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序Ⅱ

粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，；

切削用量和时间定额及其计算过程同工序Ⅰ。工序Ⅲ 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准 刀具：YG6硬质合金端铣刀，d040mm,z6 机床：X51立式铣床 根据《切削手册》查的，fz0.13mm/z,ap4mm

现采用X51立式铣床，根据《简明手册》4.2-36查得取nw300r/min，故实际切削速度

vdwnw100040300100037.7m/min

当nw300r/min时，工作台每分钟进给量应为

fmfzznw0.1310300390mm/min

查说明书，取计算切削工时 fm400mm/min

L72y721082mm

因此tmLfm820.205min 390工序Ⅳ

钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1.选择钻头

根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度l11.5mm，2100°，30°

2.选择切削用量

（1）确定进给量 按加工要求确定进给量：查《切削手册》，ld30181.673，由《切削手册》表

f0.43~0.53mm/r，2.7,系数为0.5,则：

f(0.43~0.53)0.5(0.215~0.265)mm/r

按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：f2.0mm/r；

按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f0.93mm/r。

以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.215~0.265mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量f0.22mm/r。

由于是通孔加工，为避免即将钻穿时钻头折断，故应在即将钻穿时停止自动进给而改为手动进给。

根据《切削手册》表2.19查出,钻孔时轴向力Ff=2500N，轴向力修正系数为1.0，故Ff=2500N。根据Z525立式钻床使用说明书，机床进给机构允许的最大轴向力为8830N﹥Ff，故所选进给量可用。（2）确定钻头磨钝标准及寿命

后刀面最大磨损限度（查《简明手册》）为0.6mm，寿命T45min．

（3）切削速度

查《切削手册》表2.30，切削速度计算公式为：

cvd0zvvcmxvTapfyvkv

（m/min）

其中，Cv9.5，d018mm，zv0.25，m0.125，ap9，xv0，yv0.55，f0.22，查得修正系数：kTv1.0，=，klv0.85，ktv1.0，故实际的切削速度：

9.5180.25vc0.1250.859.5m/min 0.556010.2

2（4）检验机床扭矩及功率

查《切削手册》表2.20，当f≤0.26, do≤19mm时，Mt=31.78N•m，修正系数均为1.0，故MC=31.78 N•m。查机床使用说明书：Mm =144.2 N•m。

查《切削手册》表2.23,钻头消耗功率：Pc=1.3kw。查机床使用说明书，PCEE2.80.812.26kw。

由于McMm，PP，故切削用量可用，即：

f0.22mm/r，nnc272r/min，vc15.4m/min

3、计算工时

tmL3080.64min nf2720.224、扩孔至Φ19.8

查《切削手册》表2.10，扩孔进给量为：f床使用说明书最终选定进给量为：f根据资料，切削速度 时的切削速度，故

0.7~0.8mm/r，并由机

0.81mm/r。

v0.4v钻，其中v钻为用钻头钻同样尺寸实心孔

v0.49.53.8m/min

ns10003.861.1r/min

19.8nw97r/min根据机床使用说明书选取

基本工时 t。

Ly3080.48min

970.81970.81工序Ⅴ

粗镗Φ50孔，以D1为定位基准 机床：T68卧式镗床 单边余量z2.5mm,ap2.5mm

由《简明手册》4.2-20查得取

f0.52mm/r

由《简明手册》4.2-21查得取

n200r/min 计算切削工时

tmLfm12210.13min

2000.52工序Ⅵ

铣斜肩，以D1和T2为定位基准

刀具：硬质合金三面刃铣刀 机床：X51立式铣床

根据《简明手册》查得：dw63mm，Z16。根据《切削手册》查得：fz0.10mm/z,因此：

ns1000vdw100027136r/min 63现采用X51立式铣床，取：nw100r/min，故实际切削速度为：

vdwnw100063100100019.8m/min

当nw300r/min时，工作台每分钟进给量应为：

fmfzZnw0.1016100160mm/min

根据《切削手册》表4.2-37查得,取：fm165mm/min。

计算切削基本工时：

Lly12.52537.5mm

因此：tmL37.50.0.227min fm165工序Ⅶ

精铣Φ20下端面，以T2为基准

刀具：YG6硬质合金端铣刀； 机床：X51立式铣床；

查《切削手册》表3.5，进给量fz0.5~1.0mm/min，取为0.5mm/r 参考有关手册，确定v124m/min，采用YG6硬质合金端铣刀，dw125mm,z12，则：

ns1000vdw1000124316r/min

125现采用X51立式铣床，根据《简明手册》表4.2-36，取nw300r/min 故实际切削速度：

当vdwnw10001253001000117.75m/min

nw300r/min时，工作台每分钟进给量：

980mm/min fmfzznw0.5123001800mm/min，取为本工序切削时间为：t2tm2l17612520.62min

980fm工序Ⅷ

精铣Φ20上端面，以T1为基准

切削用量同工序Ⅶ 精铣时yd0125mm 基本工时：tml1761250.31

980fm工序Ⅸ

粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，（1）粗铰至19.94mm

刀具：专用铰刀 机床：Z525立式钻床

根据有关手册的规定，铰刀的进给量为fz0.8～1.2mm/z,进给量取fz0.81mm/r，机床主轴转速取为nw=140r/min，则其切削速度为：

vnd8.77m/min。

机动时切削工时，l308=38mm，tm38380.34min f1400.81nw(2)精铰至20mm

刀具：dw20mm 机床：Z525立式钻床

根据有关手册的规定，铰刀的进给量取f0.48mm/r，机床主轴转速取为：nw=140r/min，则其切削速度为：vnd8.8m/min

机动时切削工时，l308=38mm tm38380.57min f1400.48nw工序Ⅹ 精铣Φ50端面，以D1为基准。

机床：X51立式铣床

刀具：硬质合金立铣刀（镶螺旋形刀片），由《切削手册》表3.6查得：ns1000vd40,z6,fz0.08mm/min,v0.45m/s即27m/min，因此，X51立式铣床，取

nw210r/min，dw100027214r/min。现采用40工作台每分钟进给量fm应为：

fmfzznw0.086210100.8mm/min

查机床使用说明书，取

fm100mm/min。

铣削基本工时：tm72120.84min

1002tm0.8421.68min

工序Ⅺ 半精镗Φ50孔，以D1做定位基准。

单边余量z1.0mm,可一次切除，则

ap1.0mm。

由《切削手册》表1.6查得，进给量

fz0.25~0.40mm/r,取为0.27mm/r。由《切削手册》表1.1查得，v100m/min，则：

nw1000vdw1000100637r/min 50查《简明手册》表4.2-20，nw取为630r/min。

加工基本工时：tl120.038min f6300.5nw工序12 钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准。

刀具：专用刀具 机床：Z525立式钻床

确定进给量f：根据《切削手册》表2.7查得，f0.22~0.26mm/r，查Z525机床使用说明书，现取f0.22mm/r。查《切削手册》表2.15，v17m/min，计算机床主轴转速：

ns1000vdw100017694r/min 7.8按机床选取nw680/min，所以实际切削速度为：

vdwnw10007.86801000fm16.66m/min 640.066min

6800.22计算切削基本工时：tmly工序Ⅲ 钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准（1）钻螺纹底孔4.8mm 机床：Z525立式钻床 刀具：高速钢麻花钻

根据《切削手册》查得，进给量为f0.18～0.22mm/z,现取f=0.22mm/z，v=17m/min，则：

ns1000vdw1000171128r/min 4.8查《简明手册》表4.2-15，取nw960r/min。所以实际切削速度为：vdwnw10004.8960100014.48m/min

640.047min

9600.22计算切削基本工时：tmlyfm（2）攻螺纹M6 机床：Z525立式钻床 刀具：丝锥M6，P=1mm 切削用量选为：v0.1m/s6m/min，机床主轴转速为：ns318r/min，按机床使用说明书选取：nw272r/min，则 v5.1m/min；机动时，l6410mm，计算切削基本工时：

tml100.04min fn1272工序ⅩⅣ

铣断，以D1为基准。选择锯片铣刀，d=160mm，l=4mm，中齿，Z=40 采用X61卧式铣床，查《简明手册》，选择进给量为：f0.10mm/z,切削速度为：v27m/min，则：

ns1000vdw10002754r/min 160根据《简明手册》表4.2-39，取nw100r/min，故实际切削速度为：vdwnw100080100100050.2m/min

此时工作台每分钟进给量fm应为：

fmfzZnw0.140100400mm/min

查《简明手册》表4.2-40，刚好有fm400mm/min。

计算切削基本工时：

tmly72300.255min 400fm

四、夹具设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。经过与老师协商，决定设计第14道工序——铣断的铣床夹具。本夹具将用于X61卧式铣床，刀具为锯片铣刀。(一)问题的提出

本夹具主要用来铣断工件，使之分离成为两个零件，由于本道工序已经是加工的最后阶段，而且是中批量生产，因此要保证加工的精度，所以，本道工序加工时，主要应该考虑如何提高精度，在此基础上在一定程度上提高劳动生产率，降低劳动强度。

(二)夹具设计

1、定位基准选择

考虑工件的加工结构，可以采用“一面两销”的定位方式。如果以20孔的下端面作为定位基准，由于距加工表面较远，易引起较大的误差，因此采用两个20mm的孔作为两销的位置，而以72的端面作为主要定位面。

同时考虑到生产率要求不是很高，故可以采用手动夹紧。

2、切削力及夹紧力计算

刀具：锯片铣刀，160mm，B=3，中齿，Z=40 由《切削手册》表3.28查得切削力公式FCafqwdnFpz0FxFyFuFaezF

C其中，qdFF30,xF1.0,y0.65,uF0.83,wF0,FF00.83,z40ap12mm,ae4mm,160mm,0.65

fz0.10mm/z30120.140.83400.83160151N

其中，水平分力：FH1.1F1.1151166N

垂直分力：FV0.3F0.315145N

在计算切削力时必须把安全系数考虑在内，安全系数KK1K2K3K4 其中，K1为基本安全系数1.5；

KK2为加工性质系数为1.1； 为刀具钝化系数为1.1；

所以，K为断续切削系数为1.1。

FKFH1.51.11.11.1166301

为克服水平切削力，实际夹紧力N应为

N(f1其中1f2)KFH

f,f2分别为夹具定位面及夹紧面上的摩擦系数，f1f20.25。则

N301602N 0.5此时N大于所需的550N的夹紧力，故本夹具可以安全工作。

3、定位误差分析

前几道工序中已经使工件尺寸达到要求，零件中两端孔尺寸为200.0210mm，与定位销的配合尺寸为20H7，由相关手册查得，定位n60.028销尺寸为200.015，因此可以求得其最大间隙为max0.0210.0150.006mm，满足精度要求。所以能满足精度要求.4．夹具设计及操作的简要说明

如前所述，由于是中批量生产，故采用手动夹紧即可满足要求。由于本工序处于加工的最后阶段，故对精度有较高的要求，必须保证刀具与工件的相对位置精度。

夹具装有对刀块，可以使夹具在一批零件的加工之前很好地对刀（与塞尺配合使用）；同时夹具体底面的一对定位键可以使整个夹具在机床工作台上有一个正确的安装位置，以有利于铣削加工。

夹具装配图及夹具体零件图分别见图。

参考文献: 赵家奇,机械制造工艺学课程设计指导书2版 机械工业出版社,2000.10.艾兴,肖诗纲主编,切削用量简明手3版 机械工业出版社,1997.8 曾志新,吕明主编,机械制造技术基础.武汉理工出版社,2001.7 李益民主编,机械制造工艺设计简明手册 机械工业出版社,1993.4 王明珠主编,工程制图学及计算机绘图——国防工业出版社,1998.3。

例二CA6140车床拨叉机械加工工艺规程及工艺装备设计:

序言

机械制造工艺学课程设计是我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计，了解并认识一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础，并且为后续课程的学习大好基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。

一、零件的分析

(一)零件的作用

题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的Φ20孔与操纵机构相连，二下方的Φ50半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。(二)零件的工艺分析

零件的材料为HT200，灰铸铁生产工艺简单，铸造性能优良，但塑性较差、脆性高，不适合磨削，为此以下是拨叉需要加工的表面以及加工表面之间的位置要求：

1、小头孔Φ20以及与此孔相通的Φ8的锥孔、M6螺纹孔。

2、大头半圆孔Φ50。

3、拨叉底面、小头孔端面、大头半圆孔端面，大头半圆孔两端面与小头孔中心线的垂直度误差为0.07mm，小头孔上端面与其中心线的垂直度误差为0.05mm。

由上面分析可知，可以粗加工拨叉下端面，然后以此作为基准采用专用夹具进行加工，并且保证位置精度要求。再根据各加工方法的经济精度及机床所能达到的位置精度，并且此拨叉零件没有复杂的加工曲面，所以根据上述技术要求采用常规的加工工艺均可保证。

二、确定生产类型

已知此拨叉零件的生产纲领为5000件/年，零件的质量是1.0Kg/个，查《机械制造工艺设计简明手册》第2页表1.1-2，可确定该拨叉生产类型为中批生产，所以初步确定工艺安排为：加工过程划分阶段；工序适当集中；加工设备以通用设备为主，大量采用专用工装。

三、确定毛坯

1、确定毛坯种类：

零件材料为HT200。考虑零件在机床运行过程中所受冲击不大，零件结构又比较简单，生产类型为中批生产，故选择木摸手工砂型铸件毛坯。查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5,选用铸件尺寸公差等级为CT-12。

2、确定铸件加工余量及形状：

查《机械制造工艺设计简明手册》第41页表2.2-5，选用加工余量为MA-H级，并查表2.2-4确定各个加工面的铸件机械加工余量，铸件的分型面的选用及加工余量，如下表所示： 简

图

加工面代号 D1 D2 T2

T3 T4

基 本 尺 寸 20 50 30 12 12

加工余量等级 H H H H H

加工 余量

说

明

102 3.52 5 5 5

孔降一级双侧加工 孔降一级双侧加工 单侧加工 单侧加工 单侧加工

3、绘制铸件零件图

四、工艺规程设计

(一)选择定位基准： 1 粗基准的选择：以零件的小头上端面为主要的定位粗基准，以两个小头孔外圆表面为辅助粗基准。精基准的选择：考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一”原则，以粗加工后的底面为主要的定位精基准，以两个小头孔外圆柱表面为辅助的定位精基准。(二)制定工艺路线: 根据零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求，以及加工方法所能达到的经济精度，在生产纲领已确定的情况下,可以考虑采用万能性机床配以专用工卡具,并尽量使工序集中来提高生产率。除此之外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。查《机械制造工艺设计简明手册》第20页表1.4-

7、1.4-

8、1.4-11，选择零件的加工方法及工艺路线方案如下：

工序01 粗铣Φ20、Φ50下端面，以T2为粗基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序02 粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序03 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序04 钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序05 粗镗Φ50孔，以D1为定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具； 工序06 铣斜肩，以D1和T2为定位基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序07 精铣Φ20下端面，以T2为基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序08 精铣Φ20上端面，以T1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序09 粗铰、精铰Φ20孔，以T2和Φ32外圆为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具；

工序10 精铣Φ50端面，以D1为基准，采用X51立式铣床加专用夹具； 工序11 半精镗Φ50孔，以D1做定位基准，采用T616卧式镗床加专用夹具； 工序12 钻、铰Φ8锥孔，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床加专用夹具； 工序13 钻M6底孔，攻螺纹，以T1和零件中线为基准，采用Z525立式钻床并采用专用夹具；

工序14 铣断，以D1为基准，采用X60卧式铣床加专用夹具； 工序15 去毛刺； 工序16 终检。

（三）机械加工余量、工序尺寸及公差的确定:

1、圆柱表面工序尺寸：

前面根据资料已初步确定工件各面的总加工余量，现在确定各表面的各个加工工序的加工余量如下：

加工 表面

φ50IT12（D2）加工 内容 铸件 粗镗 半精镗 钻 扩 粗铰 精铰

加工余量 7.0 4.0 3.0 18 1.8 0.14 0.06

精度等级 CT12 IT12 IT10 IT11 IT10 IT8 IT7

工序 尺寸

表面粗 糙度

6.3 3.2 6.3 3.2 1.6

工序余量 最小

0.95 2.9 17.89 1.716 0.107 0.039

最大

6.8 3.25 18 1.910 0.224 0.093

432.8

0.250 4700.100 5000.110 1800.084 19.800.033 19.9400.021 200

φ20IT7（D1）

2、平面工序尺寸：

工序号

01 工序 内容 铸件 粗铣φ20孔下端面

02 粗铣φ20孔

4.0

32.0

00.25

加工 余量 5.0 4.0

基本 尺寸

经济 精度 CT12

工序尺寸偏差

工序余量 最小

1.5

最大

7.75

2.5

00.25

36.0 12

1.5 7.75 上端面

03 粗铣φ50孔上端面

07 精铣φ20孔下端面

08 精铣φ20孔上端面 精铣φ50孔端面

1.0×2

12.0

0.0160.0164.0 14.0 12

00.180

1.8 6.38

1.0 31.0 8

00.033

0.75 1.283

1.0 30.0 8

00.033

0.75 1.283

0.951 1.016

3、确定切削用量及时间定额： 工序01 粗铣Φ20、Φ50下端面1.加工条件

工件材料：HT200,σb =170~240MPa，铸造;工件尺寸：aemax=72mm，l=176mm;加工要求：粗铣Φ20孔下端面，加工余量4mm;机床：X51立式铣床；

刀具：YG6硬质合金端铣刀。铣削宽度ae≤90,深度ap≤6,齿数z=12,故根据《机械制造工艺设计简明手册》（后简称《简明手册》）表3.1，取刀具直径d0=125mm。根据《切削用量手册》（后简称《切削手册》）表3.16，选择刀具前角γ0＝0°后角α0＝8°，副后角α0’=10°，刃倾角：

λs=－10°,主偏角Kr=60°,过渡刃Krε=30°,副偏角Kr’=5°。2.切削用量

1）确定切削深度ap

因为余量较小，故选择ap=4mm，一次走刀即可完成。2）确定每齿进给量fz

由于本工序为粗加工，尺寸精度和表面质量可不考虑，从而可采用不对称端铣，以提高进给量提高加工效率。根据《切削手册》表3.5，使用YG6硬质合金端铣刀加工，机床功率为4.5kw（据《简明手册》表4.2-35，X51立式铣床）时：

fz=0.09~0.18mm/z 故选择：fz=0.18mm/z。3）确定刀具寿命及磨钝标准

根据《切削手册》表3.7，铣刀刀齿后刀面最大磨损量为1.5mm；由于铣刀直径d0=125mm，故刀具使用寿命T=180min（据《简明手册》表3.8）。

T2为粗基准。4）计算切削速度vc和每分钟进给量vf 根据《切削手册》表3.16，当d0=125mm，Z=12，ap≤7.5，fz≤0.18mm/z时，vt=98m/min,nt=250r/min,vft=471mm/min。各修正系数为：kMV= 1.0，kSV= 0.8。切削速度计算公式为：

vcTmcvd0qvpkv

apxvfzyvaeuvzv其中 ae72mm，ap4mm，Cv245，qv0.2，xv0.15，yv0.35，kvkMvkSv1.00.80.8，uv0.2，pv0，m0.32，T180min，fz0.18mm/z，Z12，将以上数据代入公式：

vc2451250.20.81800.3240.150.080.35720.212

142m/min确定机床主轴转速： ns1000vc361r/min。dw根据《简明手册》表4.2-36，选择nc=300r/min,vfc=390mm/min,因此，实际进给量和每分钟进给量为：

vc=d0n3.141253001000=

1000m/min=118m/min f zc=v fc/ncz=390/300×12 mm/z=0.1mm/z 5)校验机床功率

根据《切削手册》表3.24，近似为Pcc=3.3kw,根据机床使用说明书，主轴允许功率Pcm=4.5×0.75kw=3.375kw>Pcc。故校验合格。最终确定:ap=4.0mm，nc=300r/min，vf=390mm/s，vc=118m/min，fz=0.1mm/z。6）计算基本工时

tm＝L/ vf，L=l+ y+Δ，l=176mm.查《切削手册》表3.26，入切量及超切量为：y+Δ=40mm，则： tm＝L/ Vf=(176+40)/390=0.81min。

工序02 粗铣Φ20上端面，以T1为定位基准。

切削用量和时间定额及其计算过程同工序01。工序03 粗铣Φ50上端面，以T4为定位基准

刀具：YG6硬质合金端铣刀，d040mm,Z10 机床：X51立式铣床 根据《切削手册》查得，fz0.13mm/z,ap4mm。根据《简明手册》表4.2-36查得，取：nw300r/min，故实际切削速度：

vdwnw100040300100037.7m/min

当nw300r/min时，工作台每分钟进给量应为：

fmfzZnw0.1310300390mm/min

查说明书，取fm400mm/min

计算切削基本工时：

L72y721082mm

因此，tmL820.205min fm390工序04 钻、扩Φ20孔，以Φ32外圆和T2为基准，保证垂直度误差不超过0.05mm,孔的精度达到IT10。1.选择钻头

根据《切削手册》表2.1.2.2，选择高速钢麻花钻钻头，粗钻时do=18mm，钻头采用双锥后磨横刀，后角αo＝12°，二重刃长度bε=3.5mm,横刀长b=2mm,宽l=4mm,棱带长度，30°

l11.5mm，2100°2.选择切削用量

（1）确定进给量

按加工要求确定进给量：查《切削手册》，f0.43~0.53mm/r，ld301.673，由《切削手册》表2.7,系数为0.5,则： 18f(0.43~0.53)0.5(0.215~0.265)mm/r

按钻头强度选择:查《切削手册》表2.8,钻头允许进给量为：f2.0mm/r； 按机床进给机构强度选择：查《切削手册》表2.9，机床进给机构允许轴向力为8330N时，进给量为f0.93mm/r。

以上三个进给量比较得出，受限制的进给量是工艺要求，其值为：0.215~0.265mm/r。根据《简明手册》表4.2-16,最终选择进给量f0.22mm/r。

篇2：机械设计基础任务书

设计者：刘宇学号：0612100102设计题目：阀盖工艺文件编制（批量1万件/年）

内容要求：

一、工艺文件编制（批量1万件/年）

1、根据零件图对零件进行工艺分析；

2、计算零件的生产纲领，确定生产类型；

3、确定毛坯的种类和制造方法；

4、确实毛坯的尺寸和公差；

5、拟定加工路线；

6、确实各工序的加工余量，计算工序尺寸和公差；

7、选择各工序的机床设备及刀具、量具等工艺装备；

8、编制工艺文件；

9、列出参考文献资料目录；

二、夹具设计

1、选择零件某道加工工序进行夹具设计；

2、确定夹具的结构方案；

3、绘制夹具装配图；

三、设计要求

1、说明书按“要求”中样例书写

正文，宋体小四；

公式用Mathtype编辑器或Word自带编辑器编辑，前后段空半行，字

体12；变量为斜体，Times New Roman；长度等单位用正体小四，Times

New Roman；

表格标题及内容字体为五号，或按表格适当缩小；

2、夹具设计图纸

图纸：只绘制夹具的装配图；建议用CAXA绘制，便于公差配合标注

和选取）

完整填写：标注各件配合尺寸，夹具体外形尺寸、明细表、技术要求、标题栏；

3、设计完成交纸质文档，其中含有图纸1份（可缩小在两页A4纸）；

交电子文档和图纸，以“学号+姓名”为文件夹，如：060209张晓。

篇3：机械设计基础任务书

关键词：任务驱动教学法,创设环境,布置任务,分组,点评

编制一个合理、高效、经济节约的机械加工工艺程序一直是制造企业梦寐的追求。如何实现企业的这种理想和愿望呢?培养出合格的、全面的工艺编制人员是实现它的基础。要想使技工院校的学生具有良好的机械加工工艺编制基础, 先进的教学方法是必不可少的。任务驱动教学体现现了以任务为导向, 激发学生的求知欲和学习兴趣, 通过自我学习, 求教老师和参阅相关资料, 编制问题解决思路, 充分发挥学生的主体地位和教师的主导的地位, 培养了学生自我解决问题的能力, 提高解决问题的信心。《机械制造工艺基础》教学中, 任务驱动法的运用是遵循以下思路进行的。

1 创设环境

教师要创设这么一个环境:使学生的学习能在与现实情况基本一致或相类似的情境中发生。创设环境时一定要注意与当前学习相关, 体现学习目标, 同时也要接近企业生产和现实需要。创设环境时要注意引出环境的时间, 不可太长, 否则, 任务的解决可能就没有时间了。创设的环境要贴合教学大纲和激发学生学习兴趣。增强他们对问题的求解欲望。比如, 如果学生没有学习数控编程的相关知识, 而在创设环境中却提示采用数控编程的方法加以解决, 这显然超出学生的知识范围, 执行起来难度就加大了, 自然也就无法很好地激发学生的学习兴趣。从而为后续教学的开展增设了障碍。

2 布置任务

任务驱动教学法, 任务是关键, 没有任务, 就如同火车没有铁轨一样, 无法继续开展下去。因此根据创设的环境, 教师要及时把任务布置出来, 使学生围绕任务展开学习, 提出解决问题的思路。布置任务时要注意以下原则, 首先, 任务要简明扼要, 不要泛泛而谈、含糊不清, 应具体到某一点上。其次, 任务要吸引学生。任务的执行者是学生, 如果他们对任务不感兴趣, 那么要想把这堂课程开展下去, 其难度就可想而知。制定的任务一定是在学生的知识和能力范围内的, 让他们不觉得陌生, 否在就无从下手, 但同时任务也不能太容易, 不然就不能引起学生的足够重视。因此制定的任务即要围绕学生又要适当超出学生的知识和能力范围。再次, 任务要形成一个系统。任务的设置要注意各个知识点之间的联系, 让任务和知识有机结合。最后任务要体现真实性和合理性。在设计任务时常常只是考虑到如何提高学生对各知识点的掌握程度, 把所有的知识点都强行加入到任务中来, 不考虑任务是否符合客观实际, 是否合理。任务完成后给学生留下凌乱不堪的印象, 失去了对获得成就感的体验与感受, 这样的任务不符合教育理念。如, 教师在布置孔加工任务时, 只需给学生一张图纸, 上面清楚描述了孔加工的各种要求。这样不但明了, 同时也加强了学生对《机械制图》, 《公差与配合》知识的学习, 使学生感觉不陌生, 同时也加深与相关学科的联系。使知识有机的结合起来, 形成一个学习系统。

3 对学生的分组及教师指导

对于人数比较多的班级, 把任务交给整个班级去完成, 会造成一部分学生无事可做, 起不到使每位学生学到知识和技能的作用。不利于教学管理和教学质量提高。加之学生基础不一样, 学习兴趣, 操作技能的差异等, 把学生分成若干小组实施教学具有重要意义。分组时教师要结合任务和每个学生的特点合理的分组。理论知识好的和操作技能高的分在一个小组, 综合素质好的和学习成绩差但对于好学生形成互补的分在一组, 使他们充分发挥各自的才能, 共同把任务完成, 体现了每个成员的作用。同时小组成员相互合作, 相互激励, 这很好地培养了他们团队合作的意识也提高任务解决的效率。如, 在孔加工任务中, 有的学生理论知识丰富, 他负责工艺的编制及技术标准的检测, 动手能力强的学生负责加工设备的选择, 工件下料和具体加工。在学生解决任务的过程中, 教师要进行指导, 帮助、提示、引导学生, 正确处理学生遇到的困难。使整个授课流畅进行。

4 教学评估和课堂总结

一堂课的教学效果如何, 要及时进行评估。通过评估与总结可以使以后的上课效果更加完善。对学习效果的评价主要包括两部分内容, 一方面是对学生是否完成当前问题的解决方案的过程和结果的评价, 即所学知识的意义建构的评价, 而更重要的一方面是对学生自主学习及协作学习能力的评价。教师要对每个小组完成的状况进行点评, 既要指出好的一方面, 同时也要点明不足之处。对有创新的要及时给予表扬, 对不足之处要给予鼓励, 鼓励学生找出更好地解决方案和方法。对一些学生在任务解决中的优秀表现及独到之处, 教师要给予奖励, 这样不但肯定了其价值, 更重要的是激发其学习兴趣, 使其在求知和获取技能的道路上走的更远、更好, 同时也是对其他学生的一种鞭策, 使其意识到只要认真学习, 平时多用心思考, 好的思路还是可以想出的。教师要对整堂课进行总结。总结成功的经验, 帮助学生分析失败的原因, 鼓励没有完成的继续完成。引导学生思考其它办法, 解决类似的问题, 从而引出下堂课的任务, 让学生事先做准备。如, 在完成钻销孔加工后, 教师及时引出这样的问题:加工薄板构件孔时, 有没有其他加工方法, 自然地引出了下堂课的冲压加工。

5 不足之处

任务驱动教学法提高了教学效果, 但有一些问题需注意和改进: (1) 教学进度不易把握。任务驱动教学法的课堂更为开放, 但这一“放”就不好“收”, 每一组的探究程度和进度教师很难把握, 实训结束时, 有的组提前完成, 可有的组只能草草“收兵”, 影响效果。以后需采取一些措施, 要既能保证探究效果, 又不影响进度。 (2) 课堂管理待改进。探究性学习法的课堂更为“活”了, 这也导致个别学生干扰他人。对此还要想些办法, 采取措施在行动上约束学生, 最好能使学生都“忙”起来。

任务驱动的教学模式改变了传统的教学的结构, 使学生真正成为学习的主体, 教师充当了辅导者、引导者的身份。在这一模式下, 学生将可能通过现代的网络资源及相关参考资料随时获取帮助, 并随时成为“教师”。这就极大的激发了学生的学习兴趣, 提升了他们自主解决问题的能力。可以为社会培养更多适合需要的高技能蓝领人才。

参考文献

[1]张瑞平.教学与教育[M].北京:科学教育出版社, 2010.

[2]王公安.刘玲娣.机械制造工艺基础[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2011.

篇4：机械设计基础任务书

关键词：机械设计基础；项目式教学；任务驱动教学；素质教育

作者简介：张燕燕（1981-），女，河南洛阳人，黄河科技学院工学院，讲师；马小玲（1978-），女，河南洛阳人，黄河科技学院工学院，讲师。（河南?郑州?450063）

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）26-0071-01

“机械设计基础”是一门专业基础课，在机械类、近机类的学科安排中起着承上启下的作用，学习这门课能使学生将之前所学习的“机械制图”、“工程力学”、“公差配合与测量”等课程的内容有机连接起来，也为后续课程的学习打下基础。所以说“机械设计基础”课程是从理论性、系统性很强专业基础课向实践性较强的专业课过渡的一个重要转折点。然而目前三本院校学生学习机械设计基础课程时主要表现出如下特点：理论基础较差，不愿意上纯理论课程；没有良好的自主学习习惯和学习方法；头脑灵活，喜欢动手；主动学习和总结能力不高；希望掌握较高的职业技能，谋求较好的职业岗位；多数学生自信心不足等。针对大部分学生表现出的这些特点，本文从项目式教学法和任务驱动式教学法入手，探讨了这两种方法在机械设计基础课程中的应用，为课程教学方法的改革做了有益的研究。

一、项目教学法和任务驱动教学法的联系和区别

对于机械专业来说，项目教学法是师生通过共同解决一个完整的设计问题而进行的教学活动，从传动方案的选择到动力参数的选取到设计出真正的机器，学生通过某个项目的实施，了解并掌握整个设计过程及每一个环节中的具体要求，项目结束后有一个可见的结果，如图纸或者实物。

任务驱动教学法与传统的教学方法有相似性，它是以教师为主体，教师将教学内容环环相扣，以某个实例为先导，提出问题让学生思考，让学生通过学和做来掌握教学内容。

这两种方法看似一样，其实各有利弊，如果让两种方法结合起来进行机械设计基础课程内容的学习，效果将非常理想：设计任务驱动法比项目教学法容易，通过任务驱动法的锻炼后再来设计系统的项目教学法，老师将更易于领会其中的实质要素；在学生基础欠缺的情况下实施项目法，由学生独立设计与完成项目是不合适的，应先使用任务驱动法使学生得到新知识和新技能，之后再先易后难地实施项目教学法，学生就会适应并达到良好的教学效果。[1]

在机械设计制造自动化专业中的“机械设计基础”课程包括弹簧、联轴器减速器在内大约有十六章的内容，教材中的内容可采用任务驱动法进行课程讲解，在每一章的内容讲授完成后，设计一到两个小的项目进行穿插教学，锻炼学生能力。当全书的内容学习结束后，可设计例如“卷扬机的设计”这样较大型的项目进行教学，达到两种教学方法综合使用培养学生动手能力的目的。

二、教学过程举例

以“机械设计基础”课程中的“平面机构自由度”这部分的内容为例，任务和项目的实施过程如表1所示：

在进入本部分内容学习之前，先给学生布置一个小的项目——颚式破碎机机构运动简图和自由度的计算，完成这个小项目所需的内容知识点很多并且细碎，所以在掌握这部分内容之前将相关的知识点设计成三个任务：了解构件与运动副的表示方法；掌握机构运动简图的绘制；掌握机构自由度的计算及机构具有确定运动的条件。

刚接到项目之后学生会无从下手，完成项目必须先驱动学生掌握上三个任务，这三个任务环环相扣，由简到难。在这三个任务的完成过程中，学生对知识的接受不再是单纯得听课、复习、作业，而是在教师的组织和引导下，通过对所要完成的任务进行分析、讨论，明确任务要解决的问题是什么，需要应用哪些知识，并找出哪些是已学知识，哪些是新知识，从而找出解决问题的方法。

任务完成之后返回到项目，学生就会发现项目的设计不像当初那么难，这时教师引导学生进入到项目的实施，学生观察颚式破碎机和牛头刨床的机构模型，分析其运动路线、确定主动件和从动件、运用在任务驱动中掌握的知识绘制机构简图并计算其自由度、确定机构运动是否确定。为了让学生完全掌握并巩固，教师这时再给出其他一些类似项目，或在破碎机项目上稍加难度的项目，如“牛头刨床机构的运动简图及自由度计算”、“内燃机机构的运动简图及自由度计算”来巩固学生所学知识，最后教师对学生的项目完成情况总结，给出合理的评价。

三、教学过程中应注意的问题

1.“任务”的分割与“项目”的选取是关键

在两种方法的实施过程当中，“任务”的分割与“项目”的选取是关键，尤其是项目的选择要符合教学大纲中的相关要求，覆盖了大纲中规定的基本知识点，并把他们中的大小部分紧密联系在一起，从而更符合职业技能教学的特点；[2]另外，无论项目的难易程度如何，项目本身应是一个整体的小系统，项目的设计应该难易适中，突出理论与实践相结合，因此，教师必须深刻领会和理解这两种教学方法的精神实质，其次，对课程的知识点非常熟悉，对课堂的把握有经验，认真按教学规律去组织引导学生，在教学改革实践中先易后难，环环相扣、逐步推进，设计和实施课程的“任务”与“项目”，向着真正培养较高实践能力的技术人才而努力。

2.合适的教材体系

好的教材会使教学效果事半功倍，所以选择合适的教材也很重要，最好能自己编写适合三本学生的、实践能力强的教材。目前三本院校用的教材大多没有编入零件图的内容，这并不利于学生实践能力的培养。机械类专业的学生绘图识图的能力是基本能力，在绘图的过程中学生要查阅相关的设计手册、熟悉各种零件的选用准则和画法，培养学生的动手能力。教材中的例题应与培养目标相适应，应该是为使学生能更好地领会、理解、巩固所学的相关知识而设计。“机械设计基础”教材中应该编入计算机辅助设计方面的内容，计算机的出现和发展促进了机械工业的猛速发展，与计算机辅助设计相关的设计方法现已大量地使用在工厂企业的设计人员中，为了让学生在校期间所学的知识与企业的实际设计相结合，应适当编入计算机辅助设计方面的内容。[3]

3.合理的考核体系

在学习的过程中，每个学生都希望得到老师和同学的肯定，[4]因此，在项目式、任务驱动式教学方法中，合理地评价学生相当重要。在项目实施的过程中，老师既要着眼于优秀学生的创新也要鼓励其他学生的进步，对学生的进步要表扬和鼓励，加强师生之间互动和交流，充分调动学生的学习兴趣。另外，指导老师对学生项目完成情况的评价要具体问题具体分析，对于一个基础稍差的学生来说，如果他能正确完成任务，教师应该给予优秀的成绩；对于一个中等成绩的学生来说，正确完成任务的同时又能够深入思考，那么教师也应给予高的评价。具体学生具体对待，这样能最大限度地调动学生学习的积极性。[5]

四、结论

将工厂实践中常见的任务和项目与教学内容有机地结合起来，以任务驱动的方式和项目的方式尝试专业基础课“机械设计基础”教学方法的改革，学生通过对每一个任务的完成和对每一个项目的实践总结，让学生学会学习与分析，学会与人合作、学会总结、学会归纳和举一反三，并最终达到活学活用的目的。

另外，两种方法的综合运用，要求教师综合运用知识的能力、创新实践能力较强，这就迫使年轻教师积极努力地工作，对提高教学水平、形成良好的教学习性提供动力。

参考文献：

[1]徐肇杰.任务驱动教学法与项目教学法之比较[J].教育与职业,2008,

(11):36-37.

[2]李海萍,龚晓群,张长英,等.机械设计基础课程的任务驱动式教学方法探索和思考[J].南京工业职业技术学院学报,2010,(2):71-74.

[3]张锦明.对《机械设计基础》教材编写的思考与探索[J].职业教育研究,2010,(8):125-126.

[4]龚晓群.《机械设计基础》课程任务驱动、案例教学模式研究[J].南京工业职业技术学院学报,2008,(2):89-90.

[5]祝林.培养创新能力为主线开展机械系列课程教学[J].机械管理开发,2005,(5):121-122.

篇5：机械机构与设计课程设计任务书

课 程 设 计 任 务 书

课 程 名 称机械·机构与设计课程设计

院（系）设计艺术学院专业艺术设计（展示设计方向）班级 04090401学号2010040904011姓名王卫佳课程设计题目：课程设计时间：年月日至年月日 课程设计的内容：

1、针对课程设计题目进行调研及分析；

2、定位本设计的基本功能及基本机构；

3、确定所进行的课程设计所要实现的动作，制定实施方案；

4、根据具体情况选择元件、机构件及造型材料；

5、按照模板制作课程设计报告书。

篇6：机械设计实训任务书

 实训进行方式

分组进行，分组方法：按学号分组，每组4人。总共43人，最后1组3人，共11组。 实训任务

一、机械创新设计

 主题：“幸福生活——今天和明天”

 内容：休闲娱乐机械和家庭用机械的设计

 说明：家庭用机械指“对家庭或宿舍内物品进行清洁、整理、储存和维护用机械”。休闲娱乐机械指“机械玩具或在家庭、校园、社区内设置的健康益智的生活、娱乐机械”。可根据对日常生活的观察，或根据对未来若干年以后人们的生活环境和状态的设想，设计出能够使人们的生活更加丰富、便利的机械装置。 要求：1.完成产品概述：包括功能说明，技术参数，主要组成，市场调查（网上查询），产品创新点。

2.设计产品效果图或机构简图。

二、专业技术文献查阅

 说明：利用网络或图书馆资源查阅2篇在2000年后推出的与“机械设计”有关的文献资料，其中应包括1篇外文资料（5000字符以上）。对于阅读过的英文技术资料需给出其摘要及引言的译文。对所阅读过的中文资料，需在报告中概述其主要内容。

 要求：

1．查找外文（论文）原文一篇。

2．完成外文摘要及引言的翻译。

3．概述中文论文的主要内容，中文论文要有期刊名称，刊号，论文名称，论文作者。

 提交资料

实训结束后，每组必须撰写《机械设计实践训练报告》1份。并要求在实训结束后的1周内由班级统一收齐提交。

指导教师：吴晖

2013.12

机械设计实践训练报告内容

1.封面（标题、班级学号、实训成员、指导教师、完成时间）

2.机械设计实践训练任务书

3.目录

4.机械的创新设计训练

1）产品概述：包括功能说明，技术参数，主要组成，市场调查（网上查询），产品创新点。

…………………………

2）设计产品效果图或机构简图。

…………………………

5.专业技术文献查阅

1）英文资料摘要及引言的译文

…………………………

2）中文文献内容概述

…………………………

6.实训总结与心得

7.参考文献（严格按正规教材规范书写）